Программа «ОМ СНиП Железобетон»

При подборе или проверке армирования по ПК SCAD и связанной с комплексом программе Арбат ряд положений СНиП 2.03.01-84* (далее СНиП) и СП 52-101-2003 (далее СП) нарушается. Кроме того, программа «ОМ СНиП Железобетон» предоставляет пользователю более широкие возможности для расчетов. Приведем некоторые примеры.

1. Сочетания усилий. При определении РСУ (расчетных сочетаний усилий) ПКSCAD в общем случае пропускает наиболее опасные сочетания усилий, дающие максимальное армирование. Этот вопрос подробно рассмотрен в статье М.Б.Краковского в журнале «Бетон и железобетон» № 1, 2006. В последней версии ПК SCAD 11.1 в дополнение к старой использована новая процедура определения РСУ. Однако основной критерий отбора и в старой, и в новой процедуре одинаков: наиболее опасными считают сочетания, дающие экстремальные значения напряжений в определенных точках сечения. Этот критерий для железобетонных конструкций использовать нельзя, поскольку при уменьшении сжимающих напряжений в сечении армирование может увеличиться. Приведенные в статье примеры, в которых ПК SCAD пропускает наиболее опасные сочетания усилий, остаются справедливыми и для версии 11.1.

2. Прочность нормальных сечений. В ПК SCAD при расчетах нормальных сечений рассматривается «размазанная» (равномерно распределенная по контуру) арматура, что не позволяет использовать зависимости между напряжениями и деформациями, принятые в СНиП и СП. В формулах (67) СНиП и (6.42) СП, характеризующих эти зависимости, напряжения определены только для каждого i-го дискретного арматурного стержня. Определить напряжения для «размазанной» арматуры по этим формулам нельзя.

Кроме того, при расчетах нормальных сечений по СНиП требуется определять положение границы сжатой зоны бетона, а ПК SCAD этого не делает. При расчетах в соответствии с СП, по усмотрению пользователя, может быть использована одна из диаграмм состояний бетона – двухлинейная или трехлинейная. В ПК SCAD возможность выбора отсутствует, и какая диаграмма используется, остается неясным.

В версии ПК SCAD 11.1 предусмотрена расстановка дискретной арматуры, однако это делается по результатам определения площади «размазанной» арматуры.

3. Прочность наклонных сечений. При расчете на поперечную силу по СНиП необходимо определять длины проекций наиболее опасного наклонного сечения с и наиболее опасной наклонной трещины с₀; при расчетах по СП требуется определять длину проекции наиболее опасного наклонного сечения с. Для этого необходимо рассматривать конструктивные элементы, состоящие из нескольких конечных элементов. Ни одна из этих процедур в ПК SCAD не реализована. Поперечная сила определяется не в конструктивном, а отдельно в каждом конечном элементе.

В программе Арбат строятся кривые взаимодействия, ограничивающие область несущей способности сечения. Например, при расчетах по СНиП для нормальных сечений строятся кривые взаимодействия в осях N (продольная сила) – Q (поперечная сила). В действительности по СНиП поперечная сила никакого влияния на прочность нормального сечений не оказывает. Значение Q учитывают только при расчете наклонного сечения, а для этого необходимо знать распределение нагрузки по длине элемента. Таких данных в программу не вводят, а без них вычислить значения с и с₀ нельзя. В результате информация о влиянии поперечной силы Q на прочность оказывается недостоверной.

4. Трещиностойкость. При подборе арматуры в нормальных сечениях по трещиностойкости, в соответствии со СНиП, необходимо знать диаметры продольной арматуры. ПК SCAD эти диаметры не определяет, поскольку рассматривает «размазанную» арматуру. Пользователь должен задавать диаметры заранее, не имея никакой информации. В общем случае правильно «угадать» диаметры арматуры невозможно. Достоверный расчет трещиностойкости сечения, в котором подбирается или установлена арматура нескольких разных диаметров, по ПК SCAD вообще невозможен.

В соответствии с табл. 1, 2 СНиП, к трещиностойкости конструкций без предварительного напряжения предъявляют требования 3-й категории. ПК SCAD и программа Арбат, нарушая это положение, позволяют предъявлять к трещиностойкости этих конструкциям требования 1-й категории.

5. Деформативность. В ПК SCAD не предусмотрен расчет деформативности элементов с учетом трещинообразования. Такой расчет выполняется в программе Арбат. Однако получаемые результаты нельзя признать достоверными, поскольку не учитываются требования табл. 19 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», регламентирующие нагрузки, которые нужно прикладывать при определении вертикальных прогибов. Например, при расчете элементов покрытий и перекрытий, открытых для обзора (п. 2а табл. 19), учитывают только постоянные и временные длительные нагрузки (без кратковременных), а при расчете покрытий и перекрытий при наличии перегородок под ними (п. 2б табл. 19) – все нагрузки (в том числе кратковременные).

6. Бетоны. ПК SCAD рассчитывает железобетонные конструкции из тяжелых и легких бетонов плотной структуры. Не предусмотрен расчет при мелкозернистых, легких поризованных, ячеистых и специальных бетонах.

7. Сопротивления арматуры. В ряде случаев ПК SCAD не позволяет правильно назначить расчетные сопротивления арматуры. Согласно табл. 22*, 23 СНиП, расчетные сопротивления растяжению и сжатию арматуры некоторых классов зависят от диаметров. При «размазанной» арматуре конкретные диаметры учесть нельзя. Не учитывается, что расчетное сопротивления поперечной арматуры класса А-III зависит от того, используют ли ее в сварных каркасах, в которых диаметр поперечной арматуры меньше 1/3 диаметра продольных стержней (см. примечание к табл. 22* СНиП). Не учитывается также, что расчетное сопротивления поперечной арматуры класса Вр-I зависит от того, используют ли ее в вязаных каркасах (см. примечание к табл. 23 СНиП).

Согласно п. 2.19е СНиП, в ненапрягаемых конструкциях продольная высокопрочная арматура классов A-V, A-VI может быть использована только как сжатая. Это объясняется тем, что, как известно, трещиностойкость ненапрягаемых конструкций с высокопрочной растянутой арматурой обеспечить нельзя. Между тем в нарушение указанного требования ПК SCAD допускает использовать высокопрочную арматуру и как растянутую.

8. Формы сечений. ПК SCAD рассматривает ограниченное число сечений – прямоугольные, тавровые, двутавровые, круглые и кольцевые. Между тем СНиП и СП позволяют использовать сечения любой произвольной формы: СНиП для расчета прочности нормальных сечений; СП для расчета прочности и трещиностойкости нормальных сечений, а также для расчета деформативности. Эту возможность реализует программа «ОМ СНиП Железобетон».

9. Унификация. Для всех элементов, входящих в группу унификации, ПК SCAD подбирает одинаковую как продольную, так и поперечную арматуру. Между тем при подборе продольной арматуры, как правило, целесообразно делить элементы на группы унификации иначе, чем при подборе поперечной арматуры. Программа «ОМ СНиП Железобетон» позволяет сделать это.